專利名稱：一種明膠海綿及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種明膠海綿及其制備方法，具體地說(shuō)，涉及一種釆 用輻射交聯(lián)法制備的明膠海綿。
背景技術(shù)：
明膠具有很好的生物活性，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有極其廣泛的用 途。明膠海綿具有很強(qiáng)的止血作用，可快速吸收大量的水分及滲出液， 可用作手術(shù)切口、各種創(chuàng)面的敷料，及各種介入治療的栓塞劑。用殼 聚糖改性明膠海綿，則可以進(jìn)一步提高海綿的止血速度、吸收滲出液 的能力，并可提高海綿的柔韌性。
傳統(tǒng)的明膠海綿或明膠-殼聚糖海綿多是用鹽酸、醋酸溶解殼聚 糖，用甲醛、戊二醛等交聯(lián)劑使明膠或明膠/殼聚糖混合液交聯(lián)，最 后用冷凍干燥法脫水、滅菌得到海綿狀產(chǎn)品。但這些工藝中使用了大
量有細(xì)胞毒性的物質(zhì)，如鹽酸、醋酸、甲醛、戊二醛等，滅菌工藝 大多釆用環(huán)氧乙烷熏蒸，這些化學(xué)劑的殘留毒性會(huì)嚴(yán)重影響細(xì)胞生長(zhǎng) 和組織再生，從而影響治療效果。
中國(guó)發(fā)明專利CN1097980A提供了 一種殼聚糖-明膠海綿的制備 方法，旨在制作創(chuàng)可貼、止血貼。該發(fā)明將明膠、殼聚糖、鹽酸、氫 氧化鈉、甲醛、蒸餾水配成溶液，經(jīng)打泡、冰凍、干燥、滅菌制成多 孔海綿。但該工藝中使用了甲醛、鹽酸、氫氧化鈉等細(xì)胞毒性很大的 化學(xué)試劑，滅菌工藝采用環(huán)氧乙烷熏蒸，這些工藝已逐漸被有關(guān)法規(guī) 限制或禁止使用，用作創(chuàng)可貼、止血貼的生物安全性很差。
中國(guó)發(fā)明專利CN1775302A提供了 一種殼聚糖-明膠海綿傷口 敷料的制備方法。該發(fā)明用稀鹽酸、醋酸、甲酸溶液溶解殼聚糖，明 膠用水溶解，加入甲醋或乙二醛等交聯(lián)劑、甘油等增塑劑、珍珠粉等
3物質(zhì)，將這些組分混合后，用冷凍干燥法得到1-2毫米厚的海綿狀傷 口敷料。但該工藝同樣使用了甲醛、乙二醛、鹽酸、醋酸、甲酸等有 生物毒性的化學(xué)試劑，并且使用了無(wú)生物降解性的珍珠粉，其顆粒可 能殘留在傷口組織內(nèi)，成為體內(nèi)異物。
中國(guó)發(fā)明專利CN101161298A提供了 一種以明膠為原料制備明膠 海綿顆粒栓塞劑的工藝。該發(fā)明將明膠水溶液和甲醛溶液混合后，冷 凍交聯(lián)得到多孔海綿狀樣品。將海綿狀樣品解凍后洗滌、干燥得到明 膠海綿。將明膠海綿冷凍、粉碎、篩分得到明膠海綿顆粒栓塞劑。該 發(fā)明使用甲醛做交聯(lián)劑，雖然有洗滌步驟，但多孔材料中的試劑很難 通過(guò)簡(jiǎn)單的洗滌除盡，甲醛殘留問(wèn)題不可避免地會(huì)影響最終制品的組 織相容性。
本發(fā)明旨在釆用綠色合成工藝，得到生物相容性更好、結(jié)構(gòu)均勻 性更好的明膠海綿。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在摒棄使用大量有毒化學(xué)劑的傳統(tǒng)工藝，提供一種釆用 輻射交聯(lián)法獲得的明膠海綿，其生物相容性好、結(jié)構(gòu)均勻性好。
本發(fā)明的另 一 目的在于提供 一種明膠海綿的制備方法，該方法釆 用輻射交聯(lián)和輻射滅菌同時(shí)進(jìn)行，可獲得生物相容性更好、結(jié)構(gòu)均勻 性更好的明膠海綿。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題是釆用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
本發(fā)明的一種明膠海綿，其通過(guò)先對(duì)明膠水溶液進(jìn)行輻射交聯(lián)成 明膠水凝膠，然后進(jìn)行溶脹、冷凍干燥而成。
所述的輻射交聯(lián)釆用鈷-60y射線或電子束進(jìn)行輻射交聯(lián)，輻照量 為1 ~ 50kGy，優(yōu)選為10 ~ 30kGy。
所述明膠水溶液的重量百分濃度為3 ~ 50%，優(yōu)選為10 ~ 30%。
所述明膠水溶液中還可含有水溶性天然聚多糖。明膠與水溶性天 然聚多糖的比例為10:0-1:9，優(yōu)選為4:6-8:2。所述的水溶性天然聚多糖選自蘆薈多糖、羧甲基殼聚糖、羥丙基 殼聚糖、海藻酸鈉、海藻酸丙二醇酯、羧甲基纖維素鈉、羥丙基甲基 纖維素、羧甲基羥丙基纖維素中的一種或多種。
所述明膠水凝膠的溶脹通過(guò)浸泡在無(wú)菌水、生長(zhǎng)因子水溶液或輔
助治療的藥物水溶液中進(jìn)行。溶脹時(shí)間為2 72小時(shí)，優(yōu)選為6~24 小時(shí)。溶脹過(guò)程在無(wú)菌室進(jìn)行。
所述生長(zhǎng)因子水溶液可選擇本領(lǐng)域技術(shù)人員常用的成纖維生長(zhǎng) 因子或人表皮生長(zhǎng)因子等可以促進(jìn)皮膚組織再生修復(fù)的生長(zhǎng)因子水
對(duì)于藥物水溶液可選擇本領(lǐng)域常用的消毒劑、抗生素、燒燙傷藥、 抗栓塞藥等藥物水溶液，使之具有相應(yīng)的輔助治療作用，其用量可釆 用本領(lǐng)域常規(guī)用量。
通過(guò)本發(fā)明制備的明膠水凝膠交聯(lián)度在70 ~ 99%范圍內(nèi)，吸水率 在5 500倍范圍內(nèi)可調(diào)控。
本發(fā)明明膠海綿的制備方法，其先對(duì)明膠水溶液進(jìn)行輻射交聯(lián)成 明膠水凝膠，然后進(jìn)行溶脹、冷凍干燥。
所述冷凍干燥的溫度在-10 ~ -8(TC，優(yōu)選-20 ~ -60°C。
采用本發(fā)明的輻射交聯(lián)方法可獲得性能優(yōu)良的多孔明膠海綿。孔 徑在5-100微米的范圍內(nèi)，具有優(yōu)異的吸收組織液和止血能力，優(yōu)選 20~70微米范圍。
如果必要的話，可將多孔明膠海綿冷凍、粉碎、篩分，得到不同 粒徑的顆粒狀明膠海綿。
通過(guò)本發(fā)明得到的明膠海綿，可用作止血敷料、燒創(chuàng)傷敷料、潰 瘍敷料等；明膠海綿顆粒可作為栓塞劑用于各種介入治療，如子宮肌 瘤、血管瘤、動(dòng)靜脈畸形、惡性腫瘤及各種大出血的動(dòng)脈栓塞治療等。
利用本發(fā)明提供的方法得到的明膠海綿沒(méi)有化學(xué)劑殘留，具有更 好的生物相容性和結(jié)構(gòu)均句性。成纖維細(xì)胞在本發(fā)明的明膠/羧甲基 殼聚糖水凝膠上生長(zhǎng)情況良好，5天增殖率大于100%;而在用乙酸溶解殼聚糖制備的水凝膠上培養(yǎng)成纖維細(xì)胞，7天增殖率在82~97%之 間；未查到用甲醛交聯(lián)明膠和/或殼聚糖凝膠材料的細(xì)胞培養(yǎng)數(shù)據(jù)， 但甲醛毒性高于乙酸，預(yù)計(jì)其細(xì)胞增殖率更低。
本發(fā)明的明膠海綿及其輻射制備方法至少具有下列優(yōu)點(diǎn)及有益 效果
(1) 本發(fā)明釆用水溶性天然聚多糖代替殼聚糖，因此溶劑由水 替代了乙酸、甲酸等有皮膚刺激性的物質(zhì)。
(2) 水溶性天然聚多糖與殼聚糖相比，具有更好的促進(jìn)組織生 長(zhǎng)的能力。
(3) 用水溶性天然聚多糖改性明膠，可以增加明膠的水溶性和 柔韌性，并可促進(jìn)肉芽生長(zhǎng)，對(duì)其作為敷料應(yīng)用很關(guān)鍵。
(4) 用輻射交聯(lián)技術(shù)代替甲醛、戊二醛等交聯(lián)技術(shù)，可以避免 產(chǎn)品的化學(xué)殘留毒性，同時(shí)起到滅菌的作用。
(5) 用輻射交聯(lián)技術(shù)得到的多孔材料，具有更好的結(jié)構(gòu)均勻性， 有利于皮膚組織細(xì)胞的粘附與皮膚組織再生。
(6) 該過(guò)程的可控性很好，得到產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)均勻性也較化學(xué)交 聯(lián)法的好，作為生物醫(yī)用材料具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。
具體實(shí)施例方式
以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)朋的范圍。 實(shí)施例1
將30克明膠溶解于70克水中，加熱至80'C，攪拌均勻，得到30% 的明膠水溶液。將明膠水溶液倒入平皿，用鈷-60Y射線輻照20kGy， 得到交聯(lián)度為99%的明膠水凝膠。將水凝膠在無(wú)菌水中浸泡24小時(shí)至 溶脹平衡，得到吸水率為10倍的含水多孔材料。將含水多孔材料在-80 'C冷凍干燥，在-2(TC低溫下用萬(wàn)能粉碎機(jī)粉碎過(guò)篩分級(jí)，得到孔徑 和粒度均勻(平均孔徑在15微米)、質(zhì)地輕柔的明膠海綿栓塞劑。 實(shí)施例2將12克明膠和3克羧甲基殼聚糖溶解于85克水中，加熱至6(TC， 用脫泡攪拌機(jī)攪拌均勻，得到固含量為15%的水溶液。將水溶液倒入 平皿，用鈷-60Y射線輻照30kGy，得到交聯(lián)度為82%的明膠/羧甲基殼 聚糖水凝膠。將水凝膠在含生長(zhǎng)因子的水溶液中浸泡72小時(shí)至溶脹平 衡，得到吸水率為20倍的含水多孔材料。將含水多孔材料在-4(TC冷 凍干燥，并得到孔徑均勻(平均孔徑在50微米)、質(zhì)地輕柔的明膠/羧 甲基殼聚糖海綿敷料。 實(shí)施例3
將4克明膠和6克羥丙基殼聚糖溶解于90克水中，加熱至6(TC，用 脫泡攪拌機(jī)攪拌均勻，得到固含量為10%的水溶液。將水溶液倒入平 皿，用鈷-60Y射線輻照10kGy，得到交聯(lián)度為72%的明膠/羥丙基殼聚 糖水凝膠。將水凝膠在無(wú)菌水中浸泡36小時(shí)至溶脹平衡，得到吸水率 為90倍的含水多孔材料。將含水多孔材料在-4(TC冷凍干燥，得到孔 徑均勾(平均孔徑在80微米)、質(zhì)地輕柔的明膠/羥丙基殼聚糖海綿敷 料。
實(shí)施例4
將8克明膠和12克海藻酸丙二醇酯溶解于80克水中，加熱至6(TC, 用脫泡攪拌機(jī)攪拌均勻，得到固含量為20%的水溶液。將水溶液倒入 平皿，用鈷-60Y射線輻照50kGy，得到交聯(lián)度為70%的明膠/海藻酸丙 二醇酯水凝膠。將水凝膠在含lmg/L堿性成纖維生長(zhǎng)因子的無(wú)菌水中 浸泡48小時(shí)至溶脹平衡，得到吸水率為220倍的含水多孔材料。將含 水多孔材料在-80'C冷凍干燥，得到孔徑均勻(平均孔徑在30微米)、 質(zhì)地輕柔的明膠/海藻酸丙二醇酯海綿敷料。 實(shí)施例5
將10克明膠溶解于90克水中，加熱至8(TC,攪拌均勻，得到10% 的明膠水溶液。將明膠水溶液倒入平皿，用鈷-60Y射線輻照5kGy,得 到交聯(lián)度為卯％的明膠水凝膠。將水凝膠在含有10%甘露醇抗栓塞藥劑的無(wú)菌水溶液中浸泡6小時(shí)至溶脹平衡，得到吸水率為50倍的含水
多孔材料。將含水多孔材料在-60'C冷凍干燥，在-2(TC低溫下用萬(wàn)能 粉碎機(jī)粉碎過(guò)篩分級(jí)，得到孔徑(平均孔徑在40微米)和粒度均勻、 質(zhì)地輕柔的明膠海綿栓塞劑。
用本發(fā)明所提供的方法制備的明膠海綿用作敷料時(shí)，吸收組織液 的容量與速率、止血速度優(yōu)于巿售明膠海綿對(duì)照組；用作止血海綿時(shí)， 止血時(shí)間和總失血率均優(yōu)于對(duì)照組；用作栓塞劑時(shí)，生物相容性和免 疫原性優(yōu)于對(duì)照組。
雖然，上文中已經(jīng)用一般性說(shuō)明及具體實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明作了詳 盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對(duì)之作一些修改或改進(jìn)，這對(duì)本 領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見(jiàn)的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ) 上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1.一種明膠海綿，其特征在于，其通過(guò)先對(duì)明膠水溶液進(jìn)行輻射交聯(lián)成明膠水凝膠，然后進(jìn)行溶脹、冷凍干燥而成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的明膠海綿，其特征在于，所述的輻射交 聯(lián)釆用鈷-60 Y射線或電子?xùn)|進(jìn)行輻射交聯(lián)，輻照量為1 ~ 50kGy。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的明膠海綿，其特征在于，所述明膠 水凝膠交聯(lián)度在70 ~ 99%范圍內(nèi)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l-3任意一項(xiàng)所述的明膠海綿，其特征在于，所 述明膠水溶液的重量百分濃度為3~50%,優(yōu)選為10~30%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l-4任意一項(xiàng)所述的明膠海綿，其特征在于，所 述明膠水溶液中還含有水溶性天然聚多糖。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的明膠海綿，其特征在于，所述的天然聚 多糖選自聲薈多糖、羧甲基殼聚糖、羥丙基殼聚糖、海藻酸鈉、海藻 酸丙二醇酯、羧甲基纖維素鈉、羥丙基甲基纖維素、羧甲基羥丙基纖 維素中的一種或多種。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的明膠海綿，其特征在于，所述明膠 與所述水溶性天然聚多糖的比例為10:0 ~ 1:9，優(yōu)選為4:6 ~ 8:2。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l-7任意一項(xiàng)所述的明膠海綿，其特征在于，所 述明膠水凝膠的溶脹通過(guò)浸泡在無(wú)菌水、生長(zhǎng)因子水溶液或輔助治療 藥物水溶液中進(jìn)行。
9. 制備權(quán)利要求l-8任意一項(xiàng)所述明膠海綿的方法，其特征在于， 其先對(duì)明膠水溶液進(jìn)行輻射交聯(lián)制成明膠水凝膠，然后進(jìn)行溶脹、冷 凍干燥。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述明膠海綿的制備方法，其特征在于，所 述冷凍干燥的溫度在-10 ~ -80°C，優(yōu)選-20 ~ -60°C。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種明膠海綿，其通過(guò)先對(duì)明膠水溶液進(jìn)行輻射交聯(lián)成明膠水凝膠，然后進(jìn)行溶脹、冷凍干燥而成。本發(fā)明還提供了明膠海綿的輻射交聯(lián)制備方法，整個(gè)工藝流程在純水體系完成，輻射交聯(lián)的過(guò)程兼具滅菌作用，該過(guò)程的可控性很好，得到產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)均勻性也較化學(xué)交聯(lián)法的好，作為生物醫(yī)用材料具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。
文檔編號(hào)A61L15/28GK101574539SQ20091008727
公開(kāi)日2009年11月11日 申請(qǐng)日期2009年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月15日
發(fā)明者超 楊, 零 許 申請(qǐng)人:北京大學(xué)